KR101817167B1 - 로봇 청소기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로봇 청소기에 관한 것으로서, 360도로 발산되는 초음파를 이용하여 장애물의 위치를 신속 정확하게 판단하여 장애물을 회피하면서 빠르게 청소 작업을 수행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이를 위하여 본 발명은, 로봇 청소기의 외관을 형성하는 본체(10)와; 상기 로봇 청소기가 주행할 수 있도록 동력을 공급하기 위하여 상기 본체(10) 내에 설치되는 구동부를 포함하여 이루어지는 로봇 청소기에 있어서, 상기 본체(10)에 설치되고 초음파를 생성하여 360도로 발산하는 초음파 발산부(31)와; 상기 본체(10)의 외측면에 설치되어 발산된 초음파가 장애물에 충돌한 후 반사되는 초음파를 수신하는 복수의 초음파 수신부(32);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

로봇 청소기{FLOOR POLISHING ROBOT}

본 발명은 자율적으로 주행하면서 습식 청소를 수행할 수 있는 로봇 청소기에 관한 것으로서, 특히 360도로 발산되는 초음파를 이용하여 장애물의 위치를 신속 정확하게 판단하여 장애물을 회피하면서 빠르게 청소 작업을 수행할 수 있도록 한 로봇 청소기에 관한 것이다.

로봇 청소기는, 사용자의 조작없이 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하면서 피청소면으로부터 먼지 등의 이물을 흡입하거나, 피 청소면의 이물질을 닦아내면서 자동으로 청소하는 기기를 의미한다.

이러한 로봇 청소기는, 전기 등과 같은 동력원을 이용하며, 흡입력을 이용하여 청소를 수행하는 진공 청소기 형태의 흡입식 로봇 청소기가 널리 알려져 있다.

그러나, 상기한 흡입식 로봇 청소기는 피청소면에 고착된 이물질이나 찌든 때 등을 제거하지 못하는 한계가 있다.

이에 따라 최근에는 로봇 청소기에 걸레가 부착되어 습식 청소를 수행할 수 있는 습식 로봇 청소기가 사용되고 있다.

그런데 상기한 종래의 습식 로봇 청소기는, 기존의 흡입식 로봇 청소기의 하부에 걸레 등을 부착하는 단순한 방식이어서, 이물질 제거 효과가 낮고, 효율적인 습식 청소가 수행되지 못하는 단점이 있다.

일반적인 습식 로봇 청소기는, 기존의 흡입식 로봇 청소기의 이동 방식과 장애물에 대한 회피 방식 등을 그대로 이용하여 주행한다.

이에 따라, 피청소면에 산재된 먼지 등은 제거하더라도 피청소면에 고착된 이물질 등을 쉽게 제거할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 일반적인 습식 로봇 청소기는, 걸레면에 의해 지면과의 마찰력이 높아진 상태가 되어 바퀴가 이동하기 위한 별도의 추진력이 더 필요하게 되므로, 배터리 소모가 증가하게 되는 문제점이 있다.

한편 종래의 로봇 청소기 중에 적외선 센서를 구비한 방식이 알려져 있다.

그런데 종래의 적외선 센서 방식은, 전방으로 적외선을 발사한 후 반사되어 오는 적외선을 수신하도록 하고 있다.

이에 따라 적외선 센서가 설치된 부분으로부터 먼 곳에 위치한 장애물은 그 위치를 정확하게 파악하기가 어렵고, 그로 인해 로봇 청소기가 장애물을 회피하면서 청소 작업을 수행하는데 많은 어려움이 있다.

한편, 본 발명과 관련한 선행기술문헌을 조사한 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.

특허문헌 1과 특허문헌 2는, 청소 작업을 수행하기 위해 바닥 위에서의 로봇의 자동 이동을 위해 배열된 운행 구동 및 제어 시스템을 포함하고, 로봇 섀시는 청소 표면으로부터 자유 입자를 흡입하도록 배열된 청소 요소들을 포함하는 제1 청소 구역과, 표면 상으로 세척 유체를 도포하고 그 후에 표면을 청소하도록 사용된 후의 세척 유체를 표면으로부터 수집하도록 배열된 청소 요소들을 포함하는 제2 청소 구역 및 세척 유체의 공급부 및 청소 표면으로부터 수집된 폐물질을 저장하기 위한 폐기물 용기를 보유한, 자동 바닥 청소 로봇에 대하여 기재하고 있다.

특허문헌 3은, 주행 모드에 따라, 제1 회전부재 및 제2 회전부재 중 적어도 하나를 회전시켜 상기 로봇 청소기를 특정 진행 방향으로 주행하도록 제어하는 단계; 상기 로봇 청소기의 진행 방향에 대응되는 센서로부터 장애물 검출 여부를 식별하는 단계; 및 상기 장애물 검출 여부에 따라, 상기 제1 회전부재 및 상기 제2 회전 부재 중 적어도 하나를 회전시키는 단계를 포함하는, 로봇 청소기의 제어 방법에 대하여 기재하고 있다.

특허문헌 4는, 로봇 청소기의 외관을 형성하는 본체, 본체에 설치되어 로봇 청소기를 주행시키기 위한 동력을 공급하는 제1, 제2 모터 및 제1, 제2 모터 각각의 동력에 의한 제1 회전축, 제2 회전축을 중심으로 각각 회전 운동하고, 습식 청소를 위한 클리너가 각각 고정 가능한 제1, 제2 회전 부재를 포함하고, 제1, 제2 회전축은, 로봇 청소기의 수직 방향 축에 대응되는 중심축에 대하여 소정 각도를 갖도록 기울어진 것을 특징으로 하는 로봇 청소기에 대하여 기재하고 있다.

KR 10-2007-0104472 A KR 10-2012-0102800 A KR 10-2015-106226 A KR 10-2015-107693 A

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 초음파 신호를 360도로 발산하고 이를 다수의 초음파 수신부로 수신하도록 함으로써, 장애물의 위치를 신속 정확하게 파악하여 장애물을 회피하면서 빠르게 청소 작업을 수행하도록 하는 로봇 청소기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 로봇 청소기의 외관을 형성하는 본체와; 상기 로봇 청소기가 주행할 수 있도록 동력을 공급하기 위하여 상기 본체 내에 설치되는 구동부를 포함하여 이루어지는 로봇 청소기에 있어서, 상기 본체에 설치되고 초음파를 생성하여 360도로 발산하는 초음파 발산부와; 상기 본체의 외측면에 설치되어 발산된 초음파가 장애물에 충돌한 후 반사되는 초음파를 수신하는 복수의 초음파 수신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 초음파 발산부는, 상기 본체의 내부에 설치되어 초음파를 발생하는 초음파 발진기와, 상기 본체의 상측에 설치되어 상기 초음파 발진기에서 발생한 초음파를 반사시켜 360도 범위로 발산하는 초음파 반사판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 초음파 반사기는, 역원뿔 형태로 형성되어 그 하부의 초음파 발진기에 의해 발생한 초음파를 360도 범위로 발산하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 초음파 발산부는 본체의 중앙부에 설치되고, 상기 초음파 수신부는 제1회전부재와 제2회전부재의 전면과 후면에 각각 설치됨과 아울러 상기 제1회전부재와 제2회전부재가 연결되는 중간 부분의 전면과 후면에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 로봇 청소기에 따르면, 본체의 중앙 상측에서 초음파를 360 범위로 발산하고 장애물에 의해 반사된 초음파를 본체 외측에 설치된 복수의 초음파 수신부에서 수신하게 되므로, 장애물의 위치를 신속 정확하게 판단하여 장애물을 회피하면서 빠르게 청소 작업을 수행할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 로봇 청소기에 따르면, 역원뿔 형상의 초음파 반사판이 본체의 중앙 상측에 배치됨에 따라 초음파 발진기에서 발생한 초음파를 360도 범위로 분산하여 발산할 수 있게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 로봇 청소기의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 로봇 청소기에서 장애물 감지 방식을 나타낸 개념도.
도 3은 본 발명의 로봇 청소기에서 초음파의 발산 형태를 나타낸 참고도.
도 4는 본 발명의 로봇 청소기에서 초음파 수신부의 배치 형태를 나타낸 참고도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 로봇 청소기에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 로봇 청소기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 로봇 청소기의 외관을 형성하는 본체(10)와; 상기 로봇 청소기가 주행할 수 있도록 동력을 공급하기 위하여 상기 본체(10) 내에 설치되는 구동부와; 습식 청소를 위한 클리너(40)가 각각 고정되고 상기 구동부의 제1모터 및 제2모터에 의해 각각의 회전축을 중심으로 회전 운동하는 제1회전부재(21) 및 제2회전부재(22);를 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 제1회전부재(21)와 제2회전부재(22)는 각각 모터(31)(32)의 동력 전달을 위한 전달부재(21a)(22a)와 클리너(40)가 고정되는 고정부재(21b)(22b)를 포함하고, 상기 본체(10)의 상면에는 입력부(11)와 통신부(12)가 구비된다.

또한 필요에 따라 조도 센서와 거리감지센서, 이미지 센서 등의 상면 센서(53)가 설치될 수도 있다.

그리고, 본 발명에 따른 로봇 청소기는, 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 상기 본체(10)에 설치되고 초음파를 생성하여 360도로 발산하는 초음파 발산부(31)와; 상기 본체(10)의 외측면에 설치되어 발산된 초음파가 장애물에 충돌한 후 반사되는 초음파를 수신하는 복수의 초음파 수신부(32);를 더 포함한다.

여기서, 상기 초음파 발산부(31)는, 상기 본체(10)의 내부에 설치되어 초음파를 발생하는 초음파 발진기(31a)와, 상기 본체(10)의 상측에 설치되어 상기 초음파 발진기(31a)에서 발생한 초음파를 반사시켜 360도 범위로 발산하는 초음파 반사판(31b)을 포함한다.

상기 초음파 반사판(31b)은, 역원뿔 형태로 형성되어 그 하부의 초음파 발진기(31a)에 의해 발생한 초음파를 360도 범위로 발산하게 된다.

상기 초음파 반사판(31b)이 역원뿔 형태로 형성됨에 따라 초음파가 수평 방향은 물론 일정 각도 범위에서 수평 방향 아래쪽으로도 발산되며, 그로 인해 장애물(50)의 높이가 상기 초음파 반사판(31b)의 높이보다 낮더라도 초음파가 반사되어 그 위치를 감지할 수 있게 된다.

그리고, 상기 초음파 발산부(31)는, 본체(10)의 중앙부에 설치되고, 상기 초음파 수신부(32)는 제1회전부재(21)와 제2회전부재(22)의 전면과 후면에 각각 설치됨과 아울러 상기 제1회전부재(21)와 제2회전부재(22)가 연결되는 중간 부분의 전면과 후면에 각각 설치된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 로봇 청소기는, 360도로 발산되는 초음파를 이용하여 장애물의 위치를 신속 정확하게 파악함으로써, 장애물을 회피하면서 청소 작업을 수행할 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10...본체
21...제1회전부재
22...제2회전부재
31...초음파 발산부
31a...초음파 발진기
31b...초음파 반사판
32...초음파 수신부
40...클리너
50...장애물

Claims (4)

1. 로봇 청소기의 외관을 형성하는 본체(10)와; 상기 로봇 청소기가 주행할 수 있도록 동력을 공급하기 위하여 상기 본체(10) 내에 설치되는 구동부를 포함하여 이루어지는 로봇 청소기에 있어서,
   상기 본체(10)에 설치되고 초음파를 생성하여 360도로 발산하는 초음파 발산부(31)와;
   상기 본체(10)의 외측면에 설치되어 발산된 초음파가 장애물에 충돌한 후 반사되는 초음파를 수신하는 복수의 초음파 수신부(32);를 포함하고,
   상기 초음파 발산부(31)는,
   상기 본체(10)의 중앙부 내부에 설치되어 상측을 향해 초음파를 발생하는 단일의 초음파 발진기(31a)와,
   상기 본체(10)의 중앙부 상부에서 돌출 형성되어, 상기 초음파 발진기(31a)에서 발생한 초음파를 반사시켜 360도 범위로 발산하는 단일의 초음파 반사판(31b)을 포함하여 구성되고,
   상기 초음파 반사판(31b)은,
   상기 본체(10)의 중앙부에서 상부로 갈수록 직경이 증가되는 역원뿔 형태로 형성되어, 그 하부의 초음파 발진기(31a)에 의해 발생한 초음파를 360도 범위로 발산하되,
   초음파가 수평방향 아래쪽으로도 발산되도록 하여, 장애물(50)의 높이가 상기 초음파 반사판(31b)의 높이보다 낮더라도 그 위치를 감지할 수 있도록 하며,
   상기 초음파 수신부(32)는 제1회전부재(21)와 제2회전부재(22)의 전면과 후면에 각각 설치됨과 아울러 상기 제1회전부재(21)와 제2회전부재(22)가 연결되는 중간 부분의 전면과 후면에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 로봇 청소기.
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